Nuevas nanoantenas permiten mejorar las conexiones inalámbricas ultrarrápidas

VALÈNCIA (EFE). Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) han diseñado nuevas nanoantenas para el interior de los chips reconfigurables, que permiten mejorar las conexiones inalámbricas ultrarrápidas y pueden tener aplicaciones para nanobiosensores y óptica cuántica.

El nuevo diseño de nanoantenas, creado por investigadores del Centro de Tecnología Nanofotónica (NTC) de la UPV, aúna todas las ventajas de la fotónica en silicio y la plasmónica, según han indicado a EFE fuentes de esta Universidad.

Este tipo de configuraciones abre la puerta al desarrollo de nuevos nanobiosensores miniaturizados y al diseño de futuros sistemas y redes basadas en óptica cuántica, y puede tener aplicaciones directas en comunicación y tratamiento de datos en la nueva generación de chips fotónicos reconfigurables.

El resultado de estas investigaciones aúna por primera vez las ventajas de las aplicaciones inalámbricas dieléctricas (en el diseño de redes reconfigurables, conformación de haces o biosensores) con las de la plasmónica (basadas en el uso de dispositivos e interconexiones metálicas para la conversión ultrarrápida de datos o la ingeniería de la luz en escalas nanométricas).

Esto abre la vía a una nueva generación de redes híbridas ultraintegradas, que es la principal aportación de la investigación, publicada recientemente en la revista ACS Photonics, que la eligió para su portada del mes de mayo.

"Demostramos experimentalmente la primera conexión inalámbrica dieléctrico-plasmónica gracias a un nuevo tipo de nanoantena dieléctrica que supera las limitaciones que hasta la fecha tenía la plasmónica, abriendo la puerta a nuevas configuraciones híbridas", destaca Javier Martí, director del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV.

Según Martí, los resultados obtenidos tienen una implicación directa en el diseño de redes de comunicación reconfigurables dentro del chip, en el desarrollo de dispositivos ópticos ultrarrápidos y en la implementación práctica de biosensores ultracompactos, mientras que gracias a las estructuras plasmónicas "se abre también la puerta a la creación de interfaces con los futuros sistemas cuánticos".

El investigador del NTC y coautor del estudio Sergio Lechago señala que los dispositivos plasmónicos han permitido el desarrollo de aplicaciones importantes en campos como la espectroscopia, microscopía óptica de campo cercano o sensado gracias a su capacidad única de manipular la luz en la nanoescala.

Coste

Dentro de las comunicaciones integradas en chip, la plasmónica permite el desarrollo de dispositivos ultracompactos de bajo coste (moduladores, detectores o fuentes) capaces de funcionar a velocidades de operación muy altas con un bajo consumo de energía.

"La forma natural de interconectar estos dispositivos en el chip óptico es mediante el uso de nanoguías metálicas. Sin embargo, el guiado de luz a través de estos dispositivos da lugar a pérdidas de propagación muy elevadas e impone ciertas restricciones en cuanto a reconfigurabilidad", apunta Carlos García Meca, otro de los coautores del trabajo.

Este investigador expone que se ha propuesto el uso de nanoantenas plasmónicas para sustituir y mejorar el rendimiento de las interconexiones metálicas guiadas, pero estas antenas poseen baja directividad y pérdidas aún elevadas que dificultan su uso en muchas aplicaciones prácticas.

"En este trabajo, superamos todas estas limitaciones introduciendo un nuevo diseño de nanoantena dieléctrica que actúa como un interfaz eficiente para sistemas plasmónicos. Esto permite combinar las ventajas de la plasmónica con las de la fotónica en silicio, lo que puede revertir en chips más eficientes, rápidos y reconfigurables", añade García Meca.

Este nuevo avance surgido de los laboratorios del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV podría aplicarse también en ámbitos como los de las industrias bioquímica o agroalimentaria, gracias al rol que estos sistemas híbridos pueden desempeñar como sensores con diversos propósitos, permitiendo la interacción de la luz con estructuras orgánicas e inorgánicas nanoscópicas.